CS114项目4kHz～400MHz功率放大器选用及介绍
摘要：选用CS114项目4kHz～400MHz功率放大器需考虑频段、P1dB、增益平坦度、谐波抑制、驻波比要求和功率放大器保护等性能指标。介绍了5款能覆盖4kHz～400MHz频段的功率放大器，包括集成式CS114试验系统。
对于10kHz~400MHz频段CS114试验系统升级为4kHz~400MHz，对于电磁兼容实验室来说，信号源、信号监测用频谱仪或接收机一般都有现成的，而难以解决的主要是满足该频段的功率放大器。CS114项目用4kHz～400MHz功率放大器从10kHz下扩到4kHz并不简单。早几年几乎没有厂家推出满足该频段的功率放大器产品。目前已经有好几个厂家推出该类产品，下面介绍几款4kHz~400MHz频段功率放大器及其技术指标，包括集成式的4kHz～400MHz频段CS114试验系统，包括BONN公司的BSA0040-150功率放大器、AR公司的100A400AM20功率放大器、Teseq公司的NSG4070C、纳特公司的NTWPA-4K001100功率放大器和EM TEST公司的CWS500N2.2连续波模拟器。选择功率放大器主要需要考虑以下指标:
(1) 频率范围；
(2) 输出功率和增益，主要关注1dB压缩点的输出功率P1dB，即关注线性输出功率而不是饱和输出功率；
(3) 增益平坦度，平坦度越好那么测试时达到目标值需要调整的次数就越少，提高测试效率，节省测试时间；
(4)谐波等杂散抑制指标，功率放大器的谐波或底噪大可能导致在CS114低等级测试限值曲线时，信号未施加而噪声就超过限值要求，另一方面是谐波大相当于给EUT施加了标准没要求的信号；
(5) 是否需要功率放大器内部监测输出；
(6) 是否需要功率放大器全反射保护，测试时出现失误没接匹配负载不至于烧毁功率放大器；
(7)输入驻波比和输出驻波比要求，CS114项目中与功率放大器相连接的注入探头的阻抗并不是50欧姆，存在失配，输出驻波比要求和功率放大器保护相互矛盾，需要平衡；
(8) 供电方式，50Hz/220V还是400Hz/380V；
(9)输入端口和输出端口是在前面板还是后面板，如果是手动操作较多可以考虑前面板，如果是安装在机柜上通过自动控制测试则考虑后面板输出；
(10) 维修性，一些功率放大器采用模块化设计，其维修便利高效；
(11) 输出阻抗；
(12) 输入阻抗；
(13) 尺寸及重量；
(14) 工作环境要求，如温度和湿度等；
(15) 功率放大器的冷却方式；
(16) 程控方式，如LAN、GPIB、USB等。
BONN公司的BSA0040-150功率放大器
频段 | 4kHz～400MHz |
输出功率 | 60W(4kHz～9kHz) 150W(9kHz～400MHz) |
增益 | 47.8dB(4kHz～9kHz) 51.8dB(9kHz～400MHz) |
二次谐波抑制 | 20dB(4kHz～9kHz) 12dB(9kHz～400MHz) |
三次谐波抑制 | 25dB(4kHz～9kHz) 20dB(9kHz～400MHz) |
杂散抑制 | -50dBc典型 |
*大输入功率 | 0dBm(1mW) |
输入阻抗 | 50欧姆 |
输出阻抗 | |
输入驻波比 | <2:1 |
输出驻波比 | ****失配下功放不损坏 |
尺寸 | 3HU(H，1HU=44.45mm),630mm(D) |
重量 | 22kg |
AR公司的100A400AM20功率放大器
10W*小，到100kHz升至100W(4kHz～100kHz)
100W*小，125W典型值(100kHz～400MHz)
小信号增益
50dB*小(100kHz～400MHz)
增益平坦度
±1.0dB典型,±1.5dB Max(100kHz～400MHz)
谐波
75W输出-20dBc*大，50W输出-30dBc*大(100kHz～400MHz)
杂散
-73dBc典型
0dBm
2.0:1 Max
失配冗余度
在任何阻抗失配情况下，功放满功率输出不会导致功放损坏
503mmx155mmx551mm((WxHxD)
18.5kg
图1 100A400AM20功率放大器
图2 100A400AM20功率放大器输出功率
Teseq公司的NSG4070C-60
>10W(4kHz～10kHz)
60W(10kHz～400MHz)
45dB(4kHz～10kHz)
53dB(10kHz～400MHz)
±3dB Max
<-18dBc
图3 NSG 4070C-60功率放大器
图4 NSG 4070C-60输出功率
纳特公司的NTWPA-4K001100功率放大器
平均功率
100W Min
50dB Min
±5.0dB Max
驻波
2.0
448mmx600mmx177mm
图5 NTWPA-4K001100功率放大器
EMTEST公司的CWS 500N2.2连续波模拟器
EM TEST公司的CWS500N2.2连续波模拟器属于集成式的产品，把信号源、功率放大器和监测仪器等设备集成在一个机箱中，其特点：
集成一体化设计
符合各类相关标准对大电流注入测试的要求
基本频率范围4kHz-400MHz
频率范围可扩展到1GHz
内置110W的A类放大器，*高频率可达400MHz
内置射频开关，用于连接外置放大器
内置定向耦合器
内置三通道功率计，做高频率可达1GHz
频段 |
图6 CWS 500N2.2连续波模拟器
另外，国内有一些单位也开发了集成式的CS114测试系统，例如航天203所等。